“从癌症预测到罕见病诊断”……全球最大规模基因功能解析

by Jo Inkyung

Published 15 Jul.2025 10:42(KST)

Yonsei大学医学院Kim Hyeongbeom教授团队
全面解析2.7万余个ATM基因变异功能

韩国本土研究团队对与癌症发生风险较高及罕见疾病发生密切相关的全部 ATM 基因变异进行了分析，并揭示了其功能。

世福兰斯医院于15日表示，延世大学医学院药理学教室教授 Kim Hyeongbeom、讲师 Lee Gwangseop 和研究生 Min Jungu 成功对与癌症和罕见疾病发生密切相关的 ATM 基因单核苷酸变异共2万7513个进行了全数评估。

ATM 基因在机体内 DNA 受损时负责感知并修复，发挥重要作用。如果该基因不能正常工作，乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌等癌症的发病风险会大幅上升，且癌症患者的预后往往较差，还可能诱发“共济失调-毛细血管扩张症”等特定罕见疾病。因此，一旦发现破坏 ATM 基因功能的变异，就可以预测携带该变异的健康人群的癌症发病风险，以及癌症患者的治疗预后。

随着基因组分析技术的发展，遗传病和癌症的诊断愈发精细，但仍有大量基因变异是否有害尚不明确，因而难以适当用于患者的治疗和诊断。尤其是 ATM 基因是一个含有约9000个蛋白质氨基酸序列的大型基因，变异数量众多，采用既有统计方法难以评估，给其在实际患者治疗和诊断中的应用带来困难。

研究团队分析了 ATM 基因全部蛋白质编码区域（62个外显子）中可能出现的2万7513个单核苷酸变异。其中，2万3092个变异通过利用最新基因编辑技术“Prime Editing（引导编辑）”在细胞实验中直接验证其功能，对实验评估存在困难的其余4421个变异，则借助团队自主开发的人工智能（AI）模型“DeepATM”预测其对细胞存活的影响。

结果显示，研究团队能够以高准确度区分出对 ATM 基因功能有害的变异和无害的变异。

研究团队利用英国生物样本库 UK Biobank 约50万人的基因组和临床数据进行验证后发现，携带其所划分的有害变异的人群，患癌风险比未携带者高约1.4倍。世福兰斯医院提供

随后，研究团队利用英国生物样本库（UK Biobank）所拥有的约50万人的基因组及临床数据进行验证，确认在本研究中被归类为携带有害变异的人群，其罹患癌症的风险较未携带者约增加1.4倍。研究还证明，其结果与国际基因变异数据库 ClinVar 的数据有95%以上的一致性。对既有癌症基因组数据（cBioPortal）从本研究视角进行重新解读后也发现，是否携带 ATM 的有害变异会导致癌症患者生存率存在差异。

Kim Hyeongbeom 教授表示：“本研究在大规模、准确判别难以解读的 ATM 基因变异方面奠定了可能性，具有重要意义。今后在其他基因上也有望开展类似分析，从而推动基因组基础上的精准医疗发展。”